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專題08 內(nèi)能及其利用單元知識(shí)點(diǎn)講解與典型題解析（夯基提優(yōu)）練習(xí)
1.關(guān)于熱機(jī)，下列說法是正確的( )
A. 汽油機(jī)頂部有噴油嘴，柴油機(jī)頂部有火花塞
B. 柴油機(jī)在吸氣沖程中，將柴油和空氣的混合氣吸入氣缸
C. 汽油機(jī)在做功沖程中，進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門打開
D. 汽油機(jī)在做功沖程中，是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
2.科幻大片流浪地球講述了太陽(yáng)即將毀滅，人類開啟“流浪地球”計(jì)劃，帶著地球一起逃離太陽(yáng)系．流浪過程中地球受到木星引力的作用墜向木星，為脫離木星，主人公點(diǎn)燃了木星上的可燃?xì)怏w，從而將地球推離木星．其中“點(diǎn)燃木星”將地球推開相當(dāng)于內(nèi)燃機(jī)的( )
A. 吸氣沖程 B. 壓縮沖程 C. 做功沖程 D. 排氣沖程
3.如圖甲、乙、丙、丁是單缸內(nèi)燃機(jī)一個(gè)工作循環(huán)有四個(gè)沖程，該內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)飛輪轉(zhuǎn)速為。以下說法正確的是( )
A. 該內(nèi)燃機(jī)一個(gè)工作循環(huán)有四個(gè)沖程正確的順序是丙、甲、丁、乙
B. 如圖丙是做功沖程，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
C. 汽油機(jī)和柴油機(jī)的吸氣沖程吸入的都只是空氣
D. 汽油機(jī)和柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)完全相同
4.單缸四沖程汽油機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)速是，此汽油機(jī)在每秒鐘內(nèi)( )
A. 完成個(gè)沖程，對(duì)外做功次 B. 完成個(gè)沖程，對(duì)外做功次
C. 完成個(gè)沖程，對(duì)外做功次 D. 完成個(gè)沖程，對(duì)外做功次
5.我國(guó)自主研發(fā)的氫燃料電動(dòng)汽車已經(jīng)亮相，氫燃料電池使用氫做燃料。與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車相比，它的能量轉(zhuǎn)化效率高達(dá)。燃料電池的燃料是氫和氧，生成物是水，實(shí)現(xiàn)了零排放。下列有關(guān)氫燃料電池和四沖程內(nèi)燃機(jī)的說法中，正確的是( )
A. 氫燃料電池用氫作為燃料是因?yàn)闅涞谋葻崛荽?br/>B. 此電動(dòng)車的效率更高，所以做的有用功更多
C. 四沖程內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程中，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的沖程是做功沖程
D. 飛輪的轉(zhuǎn)速為的四沖程內(nèi)燃機(jī)，每秒鐘的做功次數(shù)為次
6.汽車是現(xiàn)代生活中最常見的一種交通工具，如下圖甲、乙分別是某汽油機(jī)的某沖程及能量流向圖。下列有關(guān)說法正確的是( )
A. 由乙圖可知增大對(duì)廢氣的利用可大大提高該汽油機(jī)的效率
B. 圖甲是壓縮沖程，活塞對(duì)汽缸內(nèi)的氣體做功，氣體的溫度升高
C. 汽車尾氣中的“汽油味”越濃燃料燃燒得越不充分，這會(huì)降低燃料的熱值
D. 為節(jié)能冬天汽車都會(huì)利用尾氣中的余熱給車內(nèi)供暖，該舉措大大提高了燃料的熱值
7.利用圖示甲、乙裝置燃燒皿內(nèi)燃料和燒杯內(nèi)液體未畫出，既可以比較不同液體的比熱容，又可以比較不同燃料的熱值．要求僅根據(jù)溫度計(jì)示數(shù)的變化完成實(shí)驗(yàn)，則兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都需要控制相同的．( )
A. 液體種類 B. 燃料種類 C. 液體質(zhì)量 D. 燃料質(zhì)量
8.如圖所示，用完全相同的裝置利用燃料加熱液體。已知燃料的質(zhì)量、燒杯內(nèi)的液體質(zhì)量、加熱方式等均相同，不計(jì)熱量損失，將燃料點(diǎn)燃直至燃盡，甲、乙、丙三套裝置的燒杯中液體升高的溫度隨時(shí)間變化的圖像如圖丁所示，則下列說法錯(cuò)誤的是( )
A. 選擇甲、乙兩圖可比較不同燃料的熱值
B. 選擇甲、丙兩圖可比較不同液體的比熱容
C. 實(shí)驗(yàn)過程中，液體的比熱容不變，燃料的熱值不變
D. 由丁得，燃料和燃料的熱值之比為
9.艾灸是中華醫(yī)學(xué)的瑰寶，利用艾條燃燒產(chǎn)生的熱量刺激人體穴位，能夠達(dá)到防病治病的目的。圖中艾灸過程中是通過______方式改變?nèi)梭w內(nèi)能的。若一根質(zhì)量為的艾條，完全燃燒能放出的熱量，則該艾條的熱值為______。
10.可燃冰是一種固態(tài)晶體，在常溫常壓下會(huì)迅速升華為氣態(tài)。若某次開采出來的可燃冰熱值為，的這種可燃冰完全燃燒后會(huì)放出____的熱量，這些熱量全部被水吸收后，可以將_____的水從加熱到?？扇急紵龝r(shí)，將________能轉(zhuǎn)化為______能。
11.某燃?xì)獾臒嶂导s為，若完全燃燒的該燃?xì)夥懦龅臒崃坑斜凰?，能使溫度為的水溫度升高_(dá)____。某汽油機(jī)飛輪轉(zhuǎn)速為，汽油機(jī)對(duì)外做功_____次。
12.中國(guó)首次火星探索任務(wù)“天問一號(hào)”探測(cè)器的成功發(fā)射，是我國(guó)綜合國(guó)力和創(chuàng)新能力提升的重要標(biāo)志，如圖所示是某火箭發(fā)射時(shí)的場(chǎng)景，目前運(yùn)載火箭一般使用液體氫作為燃料，液態(tài)氧作為助燃劑，液態(tài)氫的熱值為。
某火箭發(fā)射時(shí)攜帶液態(tài)氫燃料，這些燃料完全燃燒放出的熱量是多少？
若第一問放出的熱量只有被水吸收，能將、初溫為的的水加熱至多少？【，已知當(dāng)?shù)卮髿鈮簽闃?biāo)準(zhǔn)大氣壓】
氫能源車的發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)將液態(tài)氫轉(zhuǎn)化為氫氣在汽缸中燃燒，某次測(cè)試中，一輛氫能源車以的功率勻速行駛，消耗了燃料，求該發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。
13.某新款燃油動(dòng)力小汽車，在一段平直的公路上勻速行駛了，用了，已知車的總質(zhì)量為，車受到的阻力為車重的十二分之一，求：
燃油熱值，取
該車行駛途中牽引力做的功；
該車行駛途中牽引力做功的功率；
若該車行駛，消耗汽油，求汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。
14.氫燃料具有清潔、效率高等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是理想的能源之一，目前我國(guó)部分城市已有多批氫能源公交車投放使用．已知，問：
質(zhì)量為的氫燃料完全燃燒放出的熱量是多少？
若這些熱量全部被質(zhì)量為、溫度為的水吸收，水升高的溫度是多少？
若這些熱量恰好能供某氫能源公交車以的恒定功率勻速行駛，則該氫能源公交車的效率是多少？
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：、汽油機(jī)頂部有火花塞，柴油機(jī)頂部有噴油嘴；
B、柴油機(jī)在吸氣沖程中，將空氣吸入氣缸；
C、汽油機(jī)在做功沖程中，進(jìn)氣門和排氣門都是關(guān)閉的；
D、汽油機(jī)的做功沖程中，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成了機(jī)械能。
故選：。
汽油機(jī)的頂端是火花塞，吸氣沖程中吸進(jìn)的是汽油和空氣的混合物；柴油機(jī)的頂端是噴油嘴，吸氣沖程中吸進(jìn)的是空氣。
汽油機(jī)的做功沖程中，進(jìn)氣門和排氣門都是關(guān)閉的，汽油和空氣的混合物越到明火劇烈燃燒，產(chǎn)生了高溫高壓的燃?xì)猓苿?dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，將燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能。
此題考查的汽油機(jī)中的能量轉(zhuǎn)化，以及柴油機(jī)和汽油機(jī)的不同之處，是一道基礎(chǔ)題。
2.【答案】
【解析】解：“點(diǎn)燃木星”將地球推開，是因?yàn)槿剂系膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為地球的機(jī)械能，相當(dāng)于熱機(jī)的做功沖程．
3.【答案】
【解析】【分析】
本題涉及到內(nèi)燃機(jī)大部分知識(shí)，綜合性強(qiáng)，要求熟練的掌握相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)。
四沖程內(nèi)燃機(jī)一個(gè)工作循環(huán)包括吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程，根據(jù)兩個(gè)氣門的開關(guān)、活塞的運(yùn)動(dòng)方向以及火花塞是否點(diǎn)火可以確定每個(gè)沖程，從而排列出正確的順序；
在內(nèi)燃機(jī)的做功沖程中，把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
在吸氣沖程中，汽油機(jī)吸入的是汽油和空氣的混合物，柴油機(jī)吸入的只是空氣；
汽油機(jī)頂部是火花塞，柴油機(jī)頂部是噴油嘴，結(jié)構(gòu)不同。
【解答】
A.甲圖中兩個(gè)氣門都關(guān)閉，火花塞沒有點(diǎn)火，此時(shí)活塞向上運(yùn)動(dòng)，是沖程壓縮沖程，
乙圖中進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開，此時(shí)活塞向上運(yùn)動(dòng)，是排氣沖程，
丙圖中兩個(gè)氣門都關(guān)閉，火花塞點(diǎn)火，此時(shí)活塞向下運(yùn)動(dòng)，是做功沖程，
丁圖是進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉，此時(shí)活塞向下運(yùn)動(dòng)，是吸氣沖程，
所以，該內(nèi)燃機(jī)一個(gè)工作循環(huán)有四個(gè)沖程正確的順序是丁甲丙乙，故A錯(cuò)誤；
B.如圖丙是做功沖程，是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故B正確；
C.在吸氣沖程中，汽油機(jī)吸入的是汽油和空氣的混合物，柴油機(jī)吸入的只是空氣，故C錯(cuò)誤；
D.汽油機(jī)和柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)不相同，汽油機(jī)頂部是火花塞，柴油機(jī)頂部是噴油嘴，故D錯(cuò)誤。
故選B。
4.【答案】
【解析】解：飛輪轉(zhuǎn)速為，
因一個(gè)工作循環(huán)活塞往復(fù)次，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)周，做功次，完成個(gè)沖程，
所以，該汽油機(jī)內(nèi)完成個(gè)沖程，對(duì)外做功次。
故選：。
內(nèi)燃機(jī)完成個(gè)工作循環(huán)，四個(gè)沖程，飛輪轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，對(duì)外做功次。
本題考查了內(nèi)燃機(jī)完成一個(gè)工作循環(huán)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)和做功次數(shù)，屬于基礎(chǔ)題。
5.【答案】
【解析】解：
A、氫燃料電池用氫作為燃料，原因是液態(tài)氫具有較高的熱值，完全燃燒相同質(zhì)量的氫時(shí)，可以釋放出更多的熱量，故A錯(cuò)誤；
B、氫燃料電池驅(qū)動(dòng)汽車電動(dòng)車的效率更高，不能確定做的有用功就多，故B錯(cuò)誤；
C、做功沖程中，活塞向下運(yùn)動(dòng)，火花塞放電，點(diǎn)燃混合氣體，高溫高壓的燃?xì)馔苿?dòng)活塞做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，故C正確；
D、飛輪轉(zhuǎn)速為 ，所以內(nèi)燃機(jī)每秒鐘經(jīng)過個(gè)沖程，做功次，故D錯(cuò)誤。
故選：。
熱值是指千克的某種燃料完全燃燒后釋放的能量，熱值越大的燃料在完全燃燒相同質(zhì)量的燃料時(shí)，釋放出的熱量越多，所以在選擇火箭燃料時(shí)選擇熱值大的燃料；
判斷能量的轉(zhuǎn)化，我們主要看它要消耗什么能量，得到什么能量，總是消耗的能量轉(zhuǎn)化為得到的能量；
掌握內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程，四個(gè)沖程中吸氣和排氣沖程不發(fā)生能量轉(zhuǎn)化，壓縮沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
四沖程內(nèi)燃機(jī)曲軸轉(zhuǎn)一圈，完成個(gè)沖程，個(gè)工作循環(huán)中包括個(gè)沖程并對(duì)外做功次。
本題主要考查了燃料電池工作的原理、能量的轉(zhuǎn)化、內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程及能量轉(zhuǎn)化情況以及熱機(jī)的有關(guān)計(jì)算，是一道綜合性題目。
6.【答案】
【解析】【分析】
本題考查了內(nèi)燃機(jī)的工作過程、內(nèi)燃機(jī)的效率、熱值的大小，屬于基礎(chǔ)題。
熱機(jī)效率是指有效利用的能量與燃料完全燃燒放出的熱量的比值，結(jié)合圖中數(shù)據(jù)分析；
內(nèi)燃機(jī)的做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
熱值是燃料的一種特性，它只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的質(zhì)量、燃燒程度等均無關(guān)。
【解答】
A.由乙圖可知增大對(duì)廢氣的利用可大大提高該汽油機(jī)的效率，故A正確；
B.根據(jù)圖甲可知，兩個(gè)氣門關(guān)閉、活塞向下運(yùn)動(dòng)，火花塞處有火花，為做功沖程，氣缸內(nèi)的氣體對(duì)活塞做功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，氣體的溫度降低，故B錯(cuò)誤；
熱值是燃料本身的一種特性，只與燃料本身決定，和燃料的質(zhì)量、放出熱量的多少、燃燒是否充分、溫度高低無關(guān)，故CD錯(cuò)誤。
7.【答案】
【解析】燃料的熱值大小不能直接測(cè)量，需要通過液體吸收熱量的多少來體現(xiàn)燃料燃燒放出熱量的多少，而液體吸收熱量的多少跟液體的質(zhì)量和升高的溫度有關(guān)，因此為了比較熱值大小要用不同的燃料，加熱同一種液體，讓液體的質(zhì)量相同，通過溫度計(jì)的示數(shù)高低得出吸熱多少，進(jìn)而判斷熱值大小．
為了比較兩種液體的比熱容，需要燃燒相同的燃料，加熱不同的液體，讓液體的質(zhì)量相同，溫度計(jì)的示數(shù)變化相同時(shí)，通過比較加熱時(shí)間比較吸熱多少，進(jìn)而判斷兩種液體比熱容的大小關(guān)系．因此、、D錯(cuò)誤，C正確．
8.【答案】
【解析】【分析】
本題考查比熱容、熱值計(jì)算公式的運(yùn)用和控制變量法、轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用，為熱學(xué)中的重要實(shí)驗(yàn)。
根據(jù)控制變量法的應(yīng)用規(guī)則，要比較不同燃料的熱值，必須取不同種類的燃料；要比較不同物質(zhì)的比熱，就要取不同種類的液體；
比較不同物質(zhì)的吸熱能力時(shí)，需要控制兩種物質(zhì)的質(zhì)量和初溫相同；比較不同燃料的熱值時(shí)，需要控制兩種燃料的質(zhì)量相同；
根據(jù)比熱值和燃料的熱值的概念分析，這兩個(gè)物理量都是物質(zhì)的特性，均與體積無關(guān)；
從圖丁中讀出數(shù)據(jù)，運(yùn)用公式和可求出兩燃料的熱值之比。
【解答】
解：為了比較熱值大小要用不同的燃料，加熱同一種液體，讓液體的質(zhì)量相同，通過溫度計(jì)的示數(shù)高低得出吸熱多少，進(jìn)而判斷熱值大小，需要選擇甲、乙兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，故A正確；
B.為了比較兩種液體的吸熱能力的大小，需要燃燒同種燃料，加熱不同的液體，且液體的質(zhì)量相同，在加熱時(shí)間相同時(shí)，根據(jù)轉(zhuǎn)換法可知，通過溫度計(jì)的示數(shù)高低進(jìn)而判斷兩種比熱容的大小關(guān)系，需要選擇甲、丙兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，故B正確；
C.比熱容是物質(zhì)的一種特性，各種物質(zhì)都有自己的比熱容，某種物質(zhì)的比熱容與物質(zhì)的質(zhì)量和體積大小無關(guān)；燃料的熱值是燃料的一種特性，與燃料的質(zhì)量和體積無關(guān)，故C正確；
D.根據(jù)圖丁可知，燃料燃燒完時(shí)，燃料燃燒了，燃料燃燒了，且甲圖中液體溫度變化量為，乙圖中液體溫度變化量為，不計(jì)熱量損失，且兩杯液體的質(zhì)量、比熱容均相同，根據(jù)公式可知，二者放出的熱量之比為；燃料的質(zhì)量相同，根據(jù)公式可知，燃料與燃料的熱值之比為：：：，故D錯(cuò)誤。
9.【答案】熱傳遞；
【解析】【分析】
本題考查了改變物體內(nèi)能的方式以及熱量計(jì)算公式的應(yīng)用，屬于基礎(chǔ)性題目。
做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，這兩種方式是等效的，做功改變物體內(nèi)能的實(shí)質(zhì)是內(nèi)能和機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)化，熱傳遞改變物體內(nèi)能的實(shí)質(zhì)是內(nèi)能在高溫物體和低溫物體之間的轉(zhuǎn)移；
已知艾條的質(zhì)量和放出的熱量，利用熱量的變形公式計(jì)算該艾條的熱值。
【解答】
解：
進(jìn)行艾灸時(shí)，艾條燃燒產(chǎn)生的熱量傳給人體，是通過熱傳遞的方式改變了人體的內(nèi)能；
艾條的熱值為：。
故答案為：熱傳遞；。
10.【答案】；；化學(xué)；內(nèi)
【解析】【分析】
本題考查了吸熱公式、燃料燃燒時(shí)的能量轉(zhuǎn)化、燃料完全燃燒釋放熱量公式的應(yīng)用，是一道綜合題。
知道可燃冰的質(zhì)量和熱值，根據(jù)求出完全燃燒釋放的熱量，根據(jù)求出水吸收的熱量，再根據(jù)求出加水的質(zhì)量；
燃料燃燒時(shí)，燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
【解答】
的可燃冰完全燃燒釋放的熱量：
，
由可得，水吸收的熱量：
，
由可得加熱水的質(zhì)量：
；
可燃冰在燃燒時(shí)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
故答案為：；；化學(xué)；內(nèi)。
11.【答案】；
【解析】【分析】
本題考查熱量的計(jì)算、熱值的計(jì)算、效率公式的應(yīng)用和四沖程內(nèi)燃機(jī)的工作過程。
知道燃?xì)獾捏w積和熱值，利用公式求的該燃?xì)馔耆紵懦龅臒崃浚?br/>由題知，，利用吸熱公式求水的溫度升高值；
汽油機(jī)一個(gè)工作循環(huán)完成個(gè)沖程，飛輪和曲軸轉(zhuǎn)圈，對(duì)外做功次。
【解答】
燃?xì)馔耆紵懦龅臒崃浚海?br/>由題知，；
由得水升高的溫度：
；汽油機(jī)飛輪轉(zhuǎn)速為，即汽油機(jī)飛輪每秒轉(zhuǎn)圈，由于汽油機(jī)一個(gè)工作循環(huán)完成個(gè)沖程，飛輪和曲軸轉(zhuǎn)圈，對(duì)外做功次，所以汽油機(jī)對(duì)外做功次。
12.【答案】解：液態(tài)氫完全燃燒釋放的熱量：，
水吸收的熱量：，由得，
水升高的溫度為：
又因?yàn)榇藭r(shí)當(dāng)?shù)卮髿鈮簽闃?biāo)準(zhǔn)大氣壓，水的沸點(diǎn)為，所以加熱至
氫能源車所做的功為：，
燃料完全燃燒釋放的熱量：，
該發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為：。
答：這些燃料完全燃燒放出的熱量為；
水將加熱到；
該發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率為。
【解析】本題考查了學(xué)生對(duì)燃料熱值的了解、燃燒放熱公式、比熱容公式、機(jī)械效率公式的掌握和運(yùn)用，綜合性強(qiáng)。
根據(jù)計(jì)算液態(tài)氫完全燃燒釋放的熱量，根據(jù)比熱容公式的變形計(jì)算水的升到多高的溫度；
根據(jù)能量的利用效率公式計(jì)算水吸收的熱量，根據(jù)熱量的計(jì)算公式計(jì)算水升高的溫度，個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點(diǎn)是，得出結(jié)論；
根據(jù)計(jì)算氫能源車所做的功，根據(jù)計(jì)算液態(tài)氫完全燃燒釋放的熱量，根據(jù)機(jī)械效率公式計(jì)算該發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。
13.【答案】解：汽車的重力：，
汽車受到的阻力：，
汽車的牽引力：，
汽車牽引力做的功：；
汽車勻速行駛時(shí)的功率：；
消耗的汽油完全燃燒放出的熱量：，
該汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率：。
答：該車牽引力做的功是；
功率是；
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是。
【解析】本題考查了功、功率、熱機(jī)效率的計(jì)算，屬于基礎(chǔ)題，要求掌握。
根據(jù)計(jì)算汽車的重力，再根據(jù)題意求出汽車受到的阻力，因?yàn)槠噭蛩傩旭偅云嚨臓恳Φ扔谧枇?，由?jì)算該車牽引力做的功；
根據(jù)計(jì)算該車牽引力做功的功率；
根據(jù)計(jì)算消耗的汽油完全燃燒放出的熱量，再由計(jì)算汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。
14.【答案】


【解析】的氫燃料完全燃燒放出的熱量 J.
水吸收的熱量 ， 水升高的溫度 ．
公交車做功 ， 公交車的效率 ．專題08 內(nèi)能及其利用單元知識(shí)點(diǎn)講解與典型題解析（夯基提優(yōu)）
單元考點(diǎn)解題規(guī)律總結(jié)
一、對(duì)汽油機(jī)和柴油機(jī)的認(rèn)識(shí)
1.熱機(jī)定義：熱機(jī)是利用內(nèi)能來做功，把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器。
2.熱機(jī)的種類：蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)（汽油機(jī)和柴油機(jī)）、汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)等
內(nèi)燃機(jī)活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，從氣缸的一端運(yùn)動(dòng)到另一端的過程，叫做一個(gè)沖程。
四沖程內(nèi)燃機(jī)包括四個(gè)沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。
在單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)中，吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程為一個(gè)工作循環(huán)，每個(gè)工作循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)2周，活塞上下往復(fù)2次，做功1次。
在這四個(gè)沖程中只有做功沖程是燃?xì)鈱?duì)活塞做功，而其它三個(gè)沖程（吸氣沖程、壓縮沖程和排氣沖程）是依靠飛輪的慣性來完成的。
壓縮沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
做功沖程是由內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
①汽油機(jī)工作過程：
②柴油機(jī)工作過程：
3.汽油機(jī)和柴油機(jī)的比較：
①汽油機(jī)的氣缸頂部是火花塞；柴油機(jī)的氣缸頂部是噴油嘴。
②汽油機(jī)吸氣沖程吸入氣缸的是汽油和空氣組成的燃料混合物；柴油機(jī)吸氣沖程吸入氣缸的是空氣。
③汽油機(jī)做功沖程的點(diǎn)火方式是點(diǎn)燃式；柴油機(jī)做功沖程的點(diǎn)火方式是壓燃式。
④柴油機(jī)比汽油及效率高，比較經(jīng)濟(jì)，但笨重。
⑤汽油機(jī)和柴油機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)之前都要靠外力輔助啟動(dòng)。
二、解決熱值與熱效率計(jì)算問題思維方法
1.燃料完全燃燒放出熱量
（1）燃料完全燃燒釋放出的熱量公式為：Q放=mq。
（2）氣體燃料完全燃燒釋放出的熱量公式也可為：Q放=qV。推導(dǎo)過程如下：
說明：①中的公式對(duì)固體、液體、氣體、均適用。②只對(duì)氣體適用。兩個(gè)公式的得出都是根據(jù)熱值的定義式得到的。
其中，Q放表示燃料完全燃燒放出的熱量，單位是J；q表示燃料的熱值，單位是J/kg；m表示質(zhì)量，單位是kg。V表示體積，單位是ｍ3。
2.熱效率公式
（1）熱機(jī)的效率：用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比。熱機(jī)的效率是熱機(jī)性能的一個(gè)重要指標(biāo)。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率、輪船發(fā)動(dòng)機(jī)的效率均屬于熱機(jī)的效率，其公式為：η=。
（2）爐具的熱效率：天然氣燃燒放出的熱量是爐具提供的總熱量，Q總=Q放，水吸收的熱量是有用的熱量Q有=Q吸，則η=。
（3）電熱水器的效率：電熱絲所產(chǎn)生熱量為Q總，總=Q放，水需要吸收熱量為Q有，有=Q吸，
則η=。
三、用能量守恒定律解決問題思路
1.要理解能量守恒定律
（1）能量既不會(huì)憑空消滅，也不會(huì)憑空產(chǎn)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到其他物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變。
（2）能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天體，小到原子核，也無論是物理學(xué)問題還是化學(xué)、生物學(xué)、地理學(xué)、天文學(xué)的問題，所有能量轉(zhuǎn)化的過程，都遵從能量守恒定律。
（3）“第一類永動(dòng)機(jī)”永遠(yuǎn)不可能實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樗`背了能量守恒定律。
2.試論述能量的轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移和守恒問題。
（1）在一定條件下各種形式的能都可以相互轉(zhuǎn)化。能量轉(zhuǎn)化反映了各種現(xiàn)象之間的聯(lián)系，如摩擦生熱說明了機(jī)械運(yùn)動(dòng)和熱現(xiàn)象之間存在的聯(lián)系；電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)說明了電現(xiàn)象和機(jī)械運(yùn)動(dòng)之間存在的聯(lián)系。
（2）不同形式的能量通過做功可以相互轉(zhuǎn)化，同種形式的能量之間通過熱傳遞可以進(jìn)行轉(zhuǎn)移，能量可以從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，也可以從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。
（3）能量既不會(huì)憑空消滅，也不會(huì)憑空產(chǎn)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從
一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變。
（4）根據(jù)能量守恒定律，在分析自然現(xiàn)象時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)某種形式的能量減少，一定能找到另一種形式的能量增加;反之，當(dāng)某種形式的能量增大時(shí)，也一定可以找到另一種形式的能量減少。
知識(shí)點(diǎn)一、熱機(jī)
例.單缸四沖程汽油機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)速是，此汽油機(jī)在每秒鐘內(nèi)( )
A. 完成個(gè)沖程，對(duì)外做功次 B. 完成個(gè)沖程，對(duì)外做功次
C. 完成個(gè)沖程，對(duì)外做功次 D. 完成個(gè)沖程，對(duì)外做功次
練.為了減少新房子有害氣體對(duì)人體造成的危害，可以采取在________填“夏”或“冬”季來臨前裝修完，并擱置一段時(shí)間，加強(qiáng)通風(fēng)等措施。如圖所示，內(nèi)燃機(jī)工作過程中能的轉(zhuǎn)化與圖中水蒸氣將塞子沖開時(shí)能的轉(zhuǎn)化相同的是圖________填“甲”“乙”“丙”或“丁”，若該內(nèi)燃機(jī)的銘牌上標(biāo)有，則內(nèi)燃機(jī)每秒做功_______次。
知識(shí)點(diǎn)二、熱值
例.利用如圖所示的裝置，運(yùn)用控制變量法，通過觀察現(xiàn)象即可比較酒精和碎紙熱值的大?。疄橥瓿蓪?shí)驗(yàn)，要求( )
A. 酒精和碎紙的質(zhì)量相同，兩只燒杯內(nèi)水的質(zhì)量相同
B. 酒精和碎紙的質(zhì)量不同，兩只燒杯內(nèi)水的質(zhì)量不同
C. 酒精和碎紙的質(zhì)量相同，兩只燒杯內(nèi)水的質(zhì)量不同
D. 酒精和碎紙的質(zhì)量不同，兩只燒杯內(nèi)水的質(zhì)量相同
練.如圖所示，用甲、乙兩種燃料分別對(duì)質(zhì)量和初溫相同的水進(jìn)行加熱，兩圖裝置均相同．燃料的質(zhì)量用表示，燃料充分燃盡時(shí)水升高的溫度用表示水未沸騰 ( )
A. 若相同，越小，燃料的熱值越大 B. 若相同，越大，燃料的熱值越大
C. 若的值越大，燃料的熱值越大 D. 若的值越大，燃料的熱值越大
知識(shí)點(diǎn)三、熱值的計(jì)算
例.利用先進(jìn)工藝和科學(xué)方法，可以使垃圾變廢為寶。若從噸垃圾中能提煉出燃料油，燃料油的熱值為，則這些燃料油完全燃燒時(shí)釋放出的熱量為______，這些熱量可以使______的水溫度升高水的比熱容為
練.某款小汽車在水平公路上勻速直線行駛時(shí)，行駛消耗汽油。已知汽油的密度，熱值，水的比熱容。
求汽油完全燃燒放出的熱量
若汽油完全燃燒放出的熱量全部被水吸收，使水從升高到，求水的質(zhì)量。
知識(shí)點(diǎn)三、熱機(jī)的效率計(jì)算
例.改革開放以來，我國(guó)人民的生活水平不斷提高，汽車已成為多數(shù)人的代步工具。某品牌國(guó)產(chǎn)汽車以的速度在平直公路上勻速行駛，消耗了汽油，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)功率為，已知：汽油的熱值為，汽油的密度為。求該汽車勻速行駛過程中：
消耗汽油的質(zhì)量；
發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功；
發(fā)動(dòng)機(jī)的效率百分號(hào)前保留整數(shù)。
練.汽油發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，汽油必須和吸進(jìn)的空氣成適當(dāng)?shù)谋壤拍苄纬煽梢杂行紵幕旌蠚?，這就是空燃比可燃混合氣中空氣質(zhì)量與燃油質(zhì)量之比，某總排量為的發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比為，混合燃?xì)獾拿芏葹?，則發(fā)動(dòng)機(jī)做一次功，燃料燃燒產(chǎn)生的熱量為_________，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸每分鐘轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)時(shí)，此時(shí)汽車輸出的機(jī)械功率為則該發(fā)動(dòng)機(jī)每秒鐘做功_________次，此時(shí)該發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是_________汽油的熱值為
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：飛輪轉(zhuǎn)速為，
因一個(gè)工作循環(huán)活塞往復(fù)次，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)周，做功次，完成個(gè)沖程，
所以，該汽油機(jī)內(nèi)完成個(gè)沖程，對(duì)外做功次。
故選：。
內(nèi)燃機(jī)完成個(gè)工作循環(huán)，四個(gè)沖程，飛輪轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，對(duì)外做功次。
本題考查了內(nèi)燃機(jī)完成一個(gè)工作循環(huán)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)和做功次數(shù)，屬于基礎(chǔ)題。
2.【答案】夏； 甲；
【解析】解：
溫度越高，分子的運(yùn)動(dòng)越劇烈，因此采取在高溫季節(jié)來臨前裝修完并擱置一段時(shí)間，加強(qiáng)通風(fēng)等措施；
對(duì)試管中的水加熱，加快水的蒸發(fā)，使試管中水的內(nèi)能增大，體積膨脹，對(duì)外做功，使塞子飛出去，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子的機(jī)械能；
圖甲中的氣門都關(guān)閉，活塞向下運(yùn)行，氣缸容積增大，且上端的火花塞發(fā)出電火花，是做功沖程，在這一過程中，內(nèi)能是轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
圖乙中的進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉，活塞向下運(yùn)行，氣缸容積增大，是吸氣沖程，沒有能量轉(zhuǎn)化；
圖丙中的排氣門打開，進(jìn)氣門關(guān)閉，活塞向上運(yùn)行，氣缸容積減小，是排氣沖程，沒有能量轉(zhuǎn)化；
圖丁中的氣門都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)行，氣缸容積減小，是壓縮沖程，此時(shí)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；
若汽油機(jī)飛輪轉(zhuǎn)速是，所以此汽油機(jī)每秒鐘轉(zhuǎn)圈，可完成個(gè)工作循環(huán)，個(gè)沖程，對(duì)外做次功。
故答案為：夏；甲；。
一切物質(zhì)的分子都在永不停息的做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)快慢與溫度有關(guān)，溫度越高，分子運(yùn)動(dòng)越劇烈；
改變物體內(nèi)能的方式有熱傳遞和做功兩種；做功改變物體內(nèi)能的實(shí)質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)化，具體來說是內(nèi)能和機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)化，對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能增加，溫度升高；物體對(duì)外做功，物體的內(nèi)能減少，溫度降低；內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程有吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程，其中在做功沖程中，是內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，在壓縮沖程中是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；
熱機(jī)完成一個(gè)工作循環(huán)，要經(jīng)過個(gè)沖程，燃?xì)鈱?duì)外做功次，活塞往返次，飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)周，根據(jù)這個(gè)比例關(guān)系可以求出答案。
此題要考查了對(duì)擴(kuò)散現(xiàn)象、內(nèi)燃機(jī)工作原理及過程，并從能量轉(zhuǎn)化的角度與圖中實(shí)驗(yàn)的工作原理進(jìn)行了比較，同時(shí)考查了做功沖程與壓縮沖程的區(qū)分。
3.【答案】
【解析】 解：為了控制變量，應(yīng)用天平分別測(cè)出等質(zhì)量的酒精和碎紙屑；因燃料的熱值不能直接測(cè)量，但燃料燃燒放出的熱量可被水吸收，從而使相同質(zhì)量的水溫度發(fā)生變化，故可通過溫度計(jì)的示數(shù)變化來比較燃料熱值的大小
4.【答案】
【解析】本題考查比較不同燃料熱值的實(shí)驗(yàn)．兩杯水吸收的熱量，燃料放出的熱量，假設(shè)裝置熱效率為，即，則燃料熱值為：，由題意可知，、、均是不變量，故若的值越大，燃料的熱值越大，選項(xiàng)符合題意．
5.【答案】；
【解析】解：完全燃燒這種燃料油放出的熱量：
，
由題知，水吸收的熱量，
由可得，。
知道燃料油的熱值和燃料油的質(zhì)量，利用燃料完全燃燒放熱公式求燃料油完全燃燒放出的熱量；這些熱量被水吸收，又知道水的比熱容、水的初溫、水的末溫，利用吸熱公式求水的質(zhì)量
本題考查了學(xué)生對(duì)吸熱公式、燃料完全燃燒放熱公式的掌握和運(yùn)用，因條件已給出，難度不大。
6.【答案】百公里油耗為，即；
故據(jù)可知，；
完全燃燒汽油所釋放的熱量是：；
，
。
答：汽油完全燃燒放出的熱量為；
水的質(zhì)量為。
【解析】本題考查密度的計(jì)算、熱機(jī)效率、熱值計(jì)算、熱量計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，還要注意單位的換算。
知道此時(shí)汽油的密度和汽油的體積，據(jù)密度公式計(jì)算出汽油的質(zhì)量即可，再根據(jù)計(jì)算汽油完全燃燒放出的熱量；
，利用熱量公式計(jì)算出水的質(zhì)量。
7.【答案】解：，由密度公式變形可得消耗汽油的質(zhì)量；
由速度公式變形可得汽車行駛用時(shí)為；
由公式可得發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功；
由放熱公式可得汽油燃燒所放出的熱量，
發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為。
【解析】本題考查質(zhì)量的計(jì)算、功的計(jì)算與內(nèi)燃機(jī)的效率，考查的知識(shí)點(diǎn)比較多，主要考查對(duì)所學(xué)物理知識(shí)的靈活應(yīng)用能力。
已知汽油密度和體積，根據(jù)公式可計(jì)算出汽油的質(zhì)量；
已知功率和運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，根據(jù)公式可求發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功；
根據(jù)公式可求釋放的能量，做的功與釋放能量的比值就是發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。
8.【答案】
【解析】一個(gè)工作循環(huán)吸入混合物的體積，一個(gè)工作循環(huán)吸入混合物的質(zhì)量為，一個(gè)工作循環(huán)吸入汽油的質(zhì)量為，發(fā)動(dòng)機(jī)做一次功，燃料燃燒產(chǎn)生的熱量為汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速為，說明內(nèi)汽油機(jī)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)次，一個(gè)工作循環(huán)，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)兩周，對(duì)外做功一次，內(nèi)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)次，說明完成了個(gè)工作循環(huán)，對(duì)外做功次．內(nèi)高溫高壓的燃?xì)馔苿?dòng)活塞做功次，內(nèi)汽油燃燒釋放的熱量為，發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)做功為，該發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為．

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